[發明專利]一種應用于G-LDPC編碼協作的聯合迭代譯碼方法

有效

• 申請號: 201910654612.5
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110336567B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 張順外;馬金朋;魏琪
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

一種應用于G?LDPC編碼協作的聯合迭代譯碼方法，包括如下步驟：步驟S1、信源節點S通過編碼器G?LDPC?S對產生的信息比特編碼，生成碼字C并通過廣播信道將其發送至中繼節點R和節目節點D；步驟S2、中繼節點R將接收到的信息通過譯碼器Decoder?R譯碼，獲取原始的信息比特，再將信息比特通過譯碼器G?LDPC?R重新編碼，并將編碼取得的校驗比特通過廣播信道發往目的節點D；步驟S3、目的節點接收來自信源節點S與中繼節點R的信息，基于校驗矩陣和碼字之間的檢驗關系，通過聯合校驗?變量處理(Hybrid C?V Processing，HCVP)譯碼算法分析系統的錯誤碼率性能。該算法在相近復雜度的前提下，進一步提高了譯碼性能，具有更強的實用性，擁有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于信道編碼技術領域，具體涉及一種應用于G-LDPC編碼協作的聯合迭代譯碼方法。

背景技術

低密度奇偶校驗(Low-Density Parity-Check,LDPC)碼是一類糾錯能力很強的線性分組碼，它在很多數據傳輸和數據存儲信道上都表現出逼近信道容量的性能。LDPC碼最早由Gallager博士提出，但由于當時存儲能力和計算機的限制，人們一直沒有充分認識到LDPC碼的優越性，直到Mackay等人受到Turbo 碼迭代譯碼的啟發，提出了適用于LDPC碼且譯碼性能接近香農極限的置信傳播(Belief Propagation,BP)迭代譯碼算法。期間值得一提的是Tanner所做的一項重要工作，他對LDPC碼進行了推廣并引入了LDPC碼的圖形表示即Tanner圖。 Tanner圖奠定了消息傳遞算法的基礎。至此，LDPC碼再次引起了學者們的注意并被廣泛研究和應用。

編碼協作將信道編碼技術和協作技術有機結合在一個系統中，通過相互獨立的信道發送碼字的不同部分，使之同時獲得編碼增益和協作分集增益，極大的提升了系統的可靠性。由于低密奇偶校驗碼性能逼近香農限，同時可以采用完全并行的迭代譯碼，減少譯碼時延，Chakrabarti在2007年提出采用LDPC碼的編碼協作系統。

在LDPC編碼協作系統中，目的節點譯碼器若采用傳統協作系統譯碼方法對來自信源節點和協作中繼的兩路接收信號分別進行獨立迭代譯碼，迭代結束后分別求基于兩路信號的后驗概率，再利用兩者的后驗概率得到聯合后驗概率進行譯碼判決。這雖然能得到一定的協作分集增益，但在每次獨立譯碼迭代過程中，兩路信號各自的軟輸出外信息并未實現互換，而聯合檢驗-變量處理的 HCVP譯碼算法能夠充分發揮協作系統的優勢和潛能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種應用于 G-LDPC編碼協作的聯合迭代譯碼方法，在聯合迭代最小和譯碼算法的基礎上，提出聯合校驗-變量處理譯碼算法，使譯碼性能有效提高，并具有更強的實用性。

本發明提供一種應用于G-LDPC編碼協作的聯合迭代譯碼方法，包括如下步驟：

步驟S1、信源節點S通過編碼器G-LDPC-S對產生的信息比特編碼，生成碼字C并通過廣播信道將其發送至中繼節點R和節目節點D；

步驟S2、中繼節點R將接收到的信息通過譯碼器Decoder-R譯碼，獲取原始的信息比特，再將信息比特通過譯碼器G-LDPC-R重新編碼，并將編碼取得的校驗比特通過廣播信道發往目的節點D；

步驟S3、目的節點接收來自信源節點S與中繼節點R的信息，基于校驗矩陣和碼字之間的檢驗關系，通過聯合迭代譯碼算法分析系統的錯誤碼率性能。

聯合譯碼算法基于雙層Tanner圖，采用對數似然比形式將聯合迭代譯碼校驗節點更新處乘法算法轉換為加法算法，再利用聯合最小和迭代譯碼把對數譯碼中雙曲正切函數近似為輸入信息的最小和形式，所述目的節點的譯碼器采用聯合譯碼。作為本發明的進一步技術方案，聯合校驗-變量處理的HCVP譯碼算法基于雙層Tanner圖。其檢驗節點的更新采用基于最小值和次小值的間距差，變量節點的更新基于消息節點的獨立分布。